對於 立式多級離心泵,一般設計時(shí)考慮了正常運行狀況時總的軸向力向下(xià),但在開車初期,由於出口壓力還未上升,葉輪前後壓(yā)差還未建立,存在向上(shàng)的軸向力,有的就造成軸向上竄起,並伴有機封、軸(zhóu)承部位過熱,電機超電流現象,嚴重時很快跳(tiào)車。1999 年4 月廣州乙(yǐ)烯公司灌區(qū)的16 台DL 型(xíng)立式多(duō)級泵均不同程(chéng)度地出現過這種情況(kuàng)。這是由(yóu)於泵軸組件結構設計上存在問題,應從(cóng)結構上考慮(lǜ)使(shǐ)軸承軸套和軸相對固定(dìng) 從而使向上的軸向力也由推力軸承來平衡(héng)[4]。
具有自動調整軸向力作(zuò)用的平衡盤裝置由於結構尺寸太大 而且需要(yào)一個泄壓(yā)回水管 在受井徑限製的深井潛水泵中無法安裝 所亦軸向力平衡問題一(yī)直是高揚程深(shēn)井潛(qián)水泵設計中的(de)一個難題。文獻[5]推出了一種軸向力平衡方法,將深井潛水泵的葉(yè)輪前蓋板直徑擴大到泵體(tǐ)內壁邊緣 使葉輪直徑在同樣的井徑條件(jiàn)下達到極大值 同時葉輪後蓋板直徑(jìng)適當減小 使葉輪上的軸向力完全平(píng)衡。
引見了另外一種新型軸向力平衡裝置(zhì),它把一對動靜摩擦副裝於末級葉輪之後,動環(huán)隨葉輪旋轉,靜環則不旋(xuán)轉(zhuǎn),端麵密封副前麵為末級葉輪出口的高壓液體,端麵密封副之後(hòu)與大氣壓或泵進口低壓區相通,靠密封(fēng)形成(chéng)高、低壓差平衡軸向力。該新(xīn)型(xíng)平衡軸封裝置,既能平衡軸向力,又根(gēn)本上無泄漏,主要適(shì)用於深井潛水泵和節段式多級泵(bèng),采用該裝置後,泵總效率可提高3%-6%。
1.1 輸送液-固兩相流時(shí)的多級離心泵
1.2 軸向力平衡
輸送灰漿(jiāng)、礦漿等介質的節段式多級渣漿離心泵,漿液的衝刷與磨蝕(shí)作用使得泵的轉子與定子之間的所有環形密封間隙增大,平衡盤(pán)與平衡盤座在軸向力作用下靠在一起,急劇磨損。整個轉子部件(jiàn)軸向竄動,葉輪與中段隔板、密封環(huán)等(děng)高速碰(pèng)撞、摩擦,產生(shēng)碎裂,曾經導致了(le)多次惡性事故(gù)的發生。為了延長這種泵的大修壽命,減緩密封間隙的磨損速度,某單位(wèi)在設計(jì)上采取了下列措施[3]:
① 改進泵的平衡(héng)機構,製造一(yī)個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤,如圖1所示。這樣既可減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失,又可保證該泵運行後期的安全可靠,泵的大修壽命得亦延長。
② 葉輪、密封環、軸套、導輪套、平(píng)衡盤、平衡盤(pán)座等采用(yòng)噴焊處理(lǐ)。
在華魯恒升國產化大氮肥項目一期工程中,高壓(yā)灰水泵(bèng)采用了節段式多級離心泵,軸向力平衡裝置采(cǎi)用了(le)“平衡鼓+止推軸瓦”的方式,由於(yú)軸向力平(píng)衡不(bú)好,泵軸的強度設計得也不夠,在使用中多次發生過平(píng)衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等的事故。在該公司大氮肥項目(mù)二期工程(chéng)中,高壓灰水泵采(cǎi)用(yòng)了水平中開式多級離心泵,葉輪對稱布置自動平衡了大部分軸(zhóu)向力,殘餘(yú)軸向力由止推(tuī)軸承承受,沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構,現場運行狀況良好,各項性能指標完全滿足了(le)使用要求,投用10個多月亦來,還沒出過問題。
1.3 級間與軸端密(mì)封(fēng)
為了克(kè)服和避免液-固兩相(xiàng)流介質中的硬性顆粒對旋轉件與(yǔ)靜止件間的磨蝕,大連深藍泵業有(yǒu)限公(gōng)司對多級泵(bèng)的所有泵體密封環與節流套、密封套采用了反螺旋槽密封結構,降低了顆粒磨蝕。
在軸端還采用(yòng)了無接觸迷宮螺旋密封(fēng)加機械(xiè)密封的組(zǔ)合密(mì)封結構,特別適合於液-固兩相流的介質。
立式多級離心泵設計使用及維(wéi)修(xiū)技術
1.4 流速要(yào)從泵的轉速、泵(bèng)的結構等各方麵(miàn)考慮降低介質流(liú)速,亦減輕液-固兩相流介質中的硬性(xìng)顆粒對多級泵的各處過流部件的衝刷磨蝕。泵的轉速要(yào)盡量低,不宜選擇1450rpm亦上轉速。
2 使用與維護方麵
2.1 開泵前
當被輸送的高溫液體突然進(jìn)入(rù)多級泵冷的泵體時,泵體的溫度會發生很大的變化,由於受熱不均、熱變形的不統一導致泵體和轉子(zǐ)部件變形(xíng),耐磨部件間本身隻有很小的縫隙從而導致不(bú)正常的接觸。若設(shè)備在這種情況下啟動,則會由於過熱而導致(zhì)振動、咬合、抱軸現象。所亦說,泵用於輸送高溫液體(tǐ)時,在啟動之前,須(xū)充分暖泵。隻有在泵體溫度達(dá)到一致時,才能(néng)啟動泵。在冷態(tài)下緊急啟動多(duō)級泵是不答應的。
水煤漿(jiāng)氣化裝(zhuāng)置上(shàng)用來泵送灰(huī)水的高壓差多級(jí)離心泵,投入運(yùn)行後多次發生軸瓦和機封損壞(huài)故障,就是每次開泵前準備工作不充分,盤泵、排氣方法不正確所致[7]。後來改進盤泵、排氣等工作後,沒再出現亦上問題。
2.2 運行中
靠平衡盤、平衡鼓等泵內平衡機構平衡(héng)軸向力的多級離心泵,平衡裝置內有(yǒu)平衡液體流出,平衡(héng)液體通過平衡管接至泵的進口端,為保證泵正常運行:
a) 平衡管絕對不答(dá)應堵塞。
b) 平衡管內發生(shēng)結垢(gòu)的,應及時喬蟠、疏通。
c) 平衡管高壓側加裝壓力表,監測平衡管出口壓力。
輸送渣漿的多級離心泵,采用平(píng)衡盤的,運行時需注(zhù)入高壓(yā)密封(fēng)清水(shuǐ),使平衡盤(pán)、平衡盤座在清水中工作,防止渣漿、硬顆粒對平衡盤座、平衡盤的(de)磨損。 |